JPH0687628A - 高屈折率および低密度を有するガラス - Google Patents

高屈折率および低密度を有するガラス

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JPH0687628A
JPH0687628A JP5092635A JP9263593A JPH0687628A JP H0687628 A JPH0687628 A JP H0687628A JP 5092635 A JP5092635 A JP 5092635A JP 9263593 A JP9263593 A JP 9263593A JP H0687628 A JPH0687628 A JP H0687628A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 １．８８より高い屈折率、低分散、および約
４．１より低い密度を有するガラス組成物を提供する。 【構成】 酸化物基準の重量パーセントで表して、５−
８％のＳｉＯ2 、１５−２１％のＢ2 Ｏ3 、３−１０％
のＺｒＯ2 、７−１７％のＴｉＯ2 、２０．５−２６％
のＮｂ2 Ｏ5 、２９−４５％のＺｒＯ2 ＋ＴｉＯ2 ＋Ｎ
ｂ2 Ｏ5 、１９−３２％のＬａ2 Ｏ3 、０−９％のＹ2
Ｏ3 、８−１６％のＣａＯ、０−５％のＳｒＯ、０−５
％のＢａＯ、０−５％のＭｇＯ、８−１６％のＣａＯ＋
ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＭｇＯ、０−５％のＺｎＯ、０−２％
のＬｉ2 Ｏ、０−２％のＮａ2 Ｏ、０−２％のＫ2 Ｏ、
および０−２％のＬｉ2 Ｏ＋Ｎａ2 Ｏ＋Ｋ2 Ｏからな
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光学用および／または眼
鏡用のレンズを製造するためのガラス組成物であって、
１．８８より高い屈折率（ｎd ）、低分散（２９以上の
アッベ数）、および約４．１より低い密度を有するガラ
ス組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高補正ガラスの眼鏡に関して、約１．９
の屈折率を有するガラスを使用すると、より低い屈折率
（例えば，１．７）および等しい倍率を有するガラスと
比較して、縁（負の倍率のレンズの場合）と中心（正の
倍率のレンズの場合）の厚さをかなり減少することがで
きる。
【０００３】このことは眼鏡の着用者にとって、特に高
補正（＞６のジオプター）の場合に大きな利点となる。
屈折率を増大せしめると、一般的にガラスの他の特性を
損なう、特に密度の増加が伴うこともまた知られてい
る。上述した快適な利点を保持できる高屈折率のガラス
のためには、そのガラスの密度が高すぎないことが必要
である。屈折率の増大と関連する別の不利な点として、
分散の増大（またはアッベ数の減少）がよく知られてい
る。
【０００４】上述した理由、および毒性と費用に関する
別の理由により、高屈折率を有する満足なガラス組成物
を発見することは困難である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、上述した条件を満たすガラス組成物を提供する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は言うまでもなく
このことを達成し、ホウ酸ランタンの一群に属する新し
いガラス組成物であって、その一群の他の既知のガラス
の大多数に反して、Ｔａ2 Ｏ5 またはＰｂＯのような重
金属、もしくはＴｈＯ2 またはＣｄＯのような毒性の金
属酸化物、もしくはＧｄ2 Ｏ3 またはＨｆＯ2 のような
非常に高価な酸化物を含有しないガラス組成物を発見し
た。
【０００７】さらに詳しくは、本発明は、１．８８０よ
り高い屈折率、少なくとも２９のアッベ数、４．１より
低い密度、結晶化しにくい傾向、および１０ｍｍの厚さ
で７９％より高い３８０−８００ｎｍの積分透過（ｉｎ
ｔｅｇｒａｔｅｄ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）を示
し、酸化物基準の重量パーセントで表して、５−８％の
ＳｉＯ2 、１５−２１％のＢ2 Ｏ3 、３−１０％のＺｒ
Ｏ2 、７−１７％のＴｉＯ2 、２０．５−２６％のＮｂ
2 Ｏ5 、２９−４５％のＺｒＯ2 ＋ＴｉＯ2 ＋Ｎｂ2 Ｏ
5 、１９−３２％のＬａ2 Ｏ3 、０−９％のＹ2 Ｏ3 、
８−１６％のＣａＯ、０−５％のＳｒＯ、０−５％のＢ
ａＯ、０−５％のＭｇＯ、８−１６％のＣａＯ＋ＳｒＯ
＋ＢａＯ＋ＭｇＯ、０−５％のＺｎＯ、０−２％のＬｉ
2 Ｏ、０−２％のＮａ2 Ｏ、０−２％のＫ2 Ｏ、および
０−２％のＬｉ2 Ｏ＋Ｎａ2 Ｏ＋Ｋ2 Ｏから実質的にな
ることを特徴とするガラスに関するものである。
【０００８】ガラス成分として上述した比率の範囲は、
検討した用途に要求される物理特性および化学特性を得
るのに非常に重要である。
【０００９】特に、組成物へのＳｉＯ2 の導入により、
粘度を液相線でやや増大でき、化学耐久性を改善でき
る。そのガラスの良好な耐久性を保証するのに５％より
高いＳｉＯ2 含有量が必要である。ＳｉＯ2 の最大含有
量は、その値を超えるとガラスが結晶化する傾向となる
８％を超えてはならない。
【００１０】１５％未満のＢ2 Ｏ3 含有量では、その組
成物は、失透に関して非常に不安定で、２１％より多い
場合には予期される高屈折率を得るのは不可能である。
【００１１】ＺｒＯ2 、ＴｉＯ2 、およびＮｂ2 Ｏ5 の
ような屈折率に大きく貢献する酸化物の中では、組成物
は請求の範囲に記載した特性を保持するためにこれら３
つの成分の量の範囲内になければならない。
【００１２】ＺｒＯ2 の存在により、液相線での粘度を
増加せしめられる。３％より高いＺｒＯ2 含有量は、ガ
ラスの化学安定性に貢献して耐久性を改善するが、１０
％より高い含有量では失透の傾向が強調される。ＺｒＯ
2 は、ガラスの密度を増大せしめる不利な点を示す。
【００１３】対称的にＴｉＯ2 は製造される最良の屈折
率−密度の妥協を見出だすことができ、７％より高いＴ
ｉＯ2 含有量では低密度が保持されるが、高い含有量で
は、可視光の範囲におけるガラスの透過は減少する；Ｔ
ｉＯ2 含有の機能としての多かれ少なかれ言明される特
徴的な黄の色彩が観察され、アッベ数が急激に減少す
る。これがＴｉＯ2 の含有量が１７重量パーセントを超
えてはならない理由である。
【００１４】Ｎｂ2 Ｏ5 はまた過度にｎｕ値を減少せし
めることなく屈折率を増大できる；それゆえ、Ｎｂ2 Ｏ
5 は高価であるにもかかわらず、ＴｉＯ2 と比較して魅
力的である。しかしながら、Ｎｂ2 Ｏ5 の含有量は、ガ
ラスの失透を防ぐために２６％を超えてはならない。
【００１５】良好な耐久性、並びに減少した色彩および
良好な光の透過水準を得るために、少なくとも２０．５
％のＮｂ2 Ｏ5 の含有量が認められなければならない。
【００１６】ＺｒＯ2 、ＴｉＯ2 およびＮｂ2 Ｏ5 の合
計含有量を２９と４５重量パーセントの間に保持するこ
とにより、透過／耐久性特性の良好な折衷を確実にする
ことができる。
【００１７】Ｌａ2 Ｏ3 はまた、上述したＺｒＯ2 、Ｔ
ｉＯ2 およびＮｂ2 Ｏ5 に同様な方法で屈折率に大きく
貢献する酸化物の中の１つである。しかながら、これ
は、最良の屈折率−分散の折衷を提供する化合物であ
る。これが、Ｌａ2 Ｏ3 が少なくとも１９重量パーセン
トの比率でガラス中に存在しなければならない理由であ
る。その含有量は３２重量パーセントを超えてはなら
ず、それは３２重量パーセントを超えると、ガラスの密
度と失透に関してＬａ2 Ｏ3 の添加は破滅的に逸脱する
からである。
【００１８】ｎｕ値を増大せしめ化学安定性を改善する
ために、必要に応じてＹ2 Ｏ3 をガラス中に導入でき
る。しかしながら、その非常に高い値段のために、Ｙ2
Ｏ3 をガラス中に使用しないか、または少量でのみ使用
することが好ましい。いずれの場合にしても、その重量
含有量は、失透に関して非常に不安定なガラスを有する
ことととなるので、９％を超えてはならない。
【００１９】ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＭｇＯ、および
ＺｎＯは、屈折率に対して穏やかに貢献する２価の酸化
物である。
【００２０】ＺｎＯ、ＳｒＯおよびＢａＯと対称的に、
ＣａＯは、分散と密度を過度に増大せしめるのを防ぐ。
この理由のために、その含有量は８と１６重量％の間で
保持されなければならない。少なくとも８％のＣａＯ含
有量が、同時に他の所望の特性、特にアッベ数とともに
１．８８より高い屈折率を得るのに必要である。しかし
ながら、酸安定性を減少せしめ、失透を促進せしめるこ
ととなるので、ＣａＯの含有量は１６％を超えてはなら
ない。ＳｒＯ、ＢａＯおよびＭｇＯは必要に応じ、それ
ぞれ５％より高い比率では存在してはならない。さら
に、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯおよび／またはＭｇＯの組
合せが用いられる場合には、上述した特性を得るため
に、８≦ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＭｇＯ≦１６重量パ
ーセントの条件を満たさなければならない。
【００２１】ＣａＯ、ＺｎＯを除いた他の２価酸化物に
関しては必要に応じ、その含有量は、密度を過度に増大
させないように５重量パーセントを超えてはならない。
【００２２】密度に少し貢献するアルカリ金属の酸化物
Ｌｉ2 Ｏ、Ｎａ2 Ｏ、およびＫ2 Ｏは必要に応じ、それ
らにより屈折率が急速に減少し、さらにガラスの酸媒質
中における耐久性が損なわれ、その失透が促進せしめら
れるので、少しの比率のみで許容される。それゆえ、そ
の含有量は２重量パーセント未満に保持されなければな
らない。
【００２３】上述した成分のほかにも、ヒ素（Ａｓ2 Ｏ
3 ）および硝酸塩の存在は、一般的にガラス製造業界に
よく知られているように、ガラスの酸化−還元状態、そ
れゆえその色彩およびその透過を最適にするのに望まし
い。
【００２４】それゆえ、この目的にとって、所定の量の
酸化物が硝酸塩の形態で導入され、０．５重量パーセン
ト未満のＡｓ2 Ｏ3 の比率が本発明の組成物中に清澄剤
として導入される。
【００２５】酸媒質中での優れた耐久性、すなわち、Ｄ
ＩＮ１２１１６試験において４０００ｍｇ／ｄｍ2 未満
の重量損失を有するガラスを得るために、ガラス成分は
好ましくは、６−８％のＳｉＯ2 、１７−１８％のＢ2
Ｏ3 、６−１０％のＺｒＯ2、７−１１％のＴｉＯ2 、
２０．５−２６％のＮｂ2 Ｏ5 、３４−４１％のＺｒＯ
2 ＋ＴｉＯ2 ＋Ｎｂ2 Ｏ5 、１９−２６％のＬａ
2 Ｏ3 、０−８％のＹ2 Ｏ3、１２−１６％のＣａＯ、
０−５％のＳｒＯ、０−５％のＢａＯ、０−５％のＭｇ
Ｏ、１２−１６％のＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＭｇＯ、
０−５％のＺｎＯ、０−２％のＬｉ2 Ｏ、０−２％のＮ
ａ2 Ｏ、０−２％のＫ2 Ｏ、および０−２％のＬｉ2 Ｏ
＋Ｎａ2 Ｏ＋Ｋ2 Ｏの範囲内からなる。
【００２６】
【実施例】本発明を表Ｉに示す非制限実施例により説明
する。好ましい実施例は５番である。全ての比率を重量
パーセントで表す。
【００２７】ガラスの調製 ガラスを構成する様々な酸化物を以下に示すバッチ材料
により供給する。
【００２８】 酸化物 バッチ材料 ＳｉＯ2 石英 Ｂ2 Ｏ3 Ｂ（ＯＨ）3 ＺｒＯ2 ＺｒＯ2 ＴｉＯ2 ＴｉＯ2 Ｎｂ2 Ｏ5 Ｎｂ2 Ｏ5 Ｌａ2 Ｏ3 Ｌａ2 Ｏ3 Ｙ2 Ｏ3 Ｙ2 Ｏ3 ＣａＯ ＣａＣＯ3 、Ｃａ（ＮＯ3 ）2 ＳｒＯ ＳｒＣＯ3 ＢａＯ ＢａＣＯ3 、Ｂａ（ＮＯ3 ）2 ＭｇＯ ＭｇＣＯ3 ＺｎＯ ＺｎＯ Ｌｉ2 Ｏ Ｌｉ2 ＣＯ3 Ｎａ2 Ｏ Ｎａ2 ＣＯ3 、ＮａＮＯ3 Ｋ2 Ｏ Ｋ2 ＣＯ3 、ＫＮＯ3 好ましくは、得られたガラスが上記に定義した制限内の
完全な透過を示すように、遷移金属の酸化物の存在をで
きる限り排除するようにバッチ材料を選択し、特にＦｅ
2 Ｏ3 においては、分析したその含有量が有利には１０
ｐｐｍ未満である。
【００２９】秤量後、様々のバッチ材料を現在の技術に
したがって混合する。次いでその混合物を白金るつぼに
入れ、それを約１２００℃の温度の炉に入れる。その混
合物が完全に溶融したときに、溶融温度を、均質化と清
澄のために約１２５０−１３００℃まで上昇せしめる。
次いでガラス溶融物を、棒状の形状の成形および注型に
適した粘度に対応する温度まで冷却せしめる。
【００３０】作業の合計存続期間は約２−７時間であ
る。成形後、６０℃／時間の速度で冷却しながら、ガラ
スを約６００−６５０℃でアニールする。次いでガラス
の特性を下記に記載するように測定する。
【００３１】ガラスの物理的および化学的特性の測定 屈折率とアッベ数の測定を、アニールした試料について
通常の方法（ｎd に関して、Ｈｃの黄線を用いる）に従
って行なう。ミクロメトリックスヘリウムピクノメータ
補助器具により密度を測定する。
【００３２】３８０−８００ｎｍのガラスの積分透過
は、１０ｍｍ厚の研磨試料について、パーキンエルマー
ラムダ９分光光度計の補助器具を用いて測定する。
【００３３】酸媒質中の耐久性は、標準ＤＩＮ１２１１
６の試験により評価する。その試験は、沸騰した６Ｎ塩
酸中に６時間浸漬した研磨試料の重量損失を測定するこ
とよりなる。重量損失をｍｇ／ｄｍ2 で表す。
【００３４】実施例 （重量％） １ ２ ３ ４ ５ Ｌａ2 Ｏ3 23.1 24.1 21.2 21.8 22.6 Ｎｂ2 Ｏ5 23.5 21.2 23.4 23.7 23.2 ＴｉＯ2 7.4 8.6 7.5 7.5 7.5 ＺｒＯ2 8.3 8.3 9.2 8.3 9.1 Ｂ2 Ｏ3 17.2 16.7 17.5 17.5 18.0 ＳｉＯ2 5.6 7.2 6.1 6.1 6.0 ＣａＯ 14.9 14.0 15.1 15.1 13.5 実施例 （重量％） ６ ７ ８ ９ 10 Ｌａ2 Ｏ3 24.2 22.2 22.6 22.6 22.6 Ｎｂ2 Ｏ5 21.3 23.4 23.2 23.2 23.2 ＴｉＯ2 8.6 7.5 7.5 7.5 7.5 ＺｒＯ2 8.2 9.2 9.1 9.1 9.1 Ｂ2 Ｏ3 16.3 17.7 18.0 18.0 18.0 ＳｉＯ2 7.2 6.1 6.1 6.1 6.1 ＣａＯ 13.4 12.9 8.5 8.5 8.5 Ｌｉ2 Ｏ -- 0.4 -- -- -- Ｎａ2 Ｏ 0.8 -- -- -- -- ＳｒＯ -- -- 5.0 -- -- ＢａＯ -- -- -- 5.0 -- ＺｎＯ -- -- -- -- 5.0 １ ２ ３ ４ ５ ｎd 1.889 1.885 1.884 1.884 1.883 アッベ数 30.5 30.6 30.5 30.6 30.6 密度 4.01 4.00 3.96 3.97 3.99 透過率（10mm） 380-800mm 80.8 80.4 80.4 80.4 80.7 酸耐久性 （ mg/dm2 ） 3421 2904 2918 3410 2785 ６ ７ ８ ９ 10 ｎd 1.881 1.885 1.883 1.886 1.889 アッベ数 30.4 30.1 29.9 29.6 29.6 密度 3.98 3.98 4.04 4.04 4.05 透過率（10mm） 380-800mm 81.0 -- -- -- --
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミシェル プラッサ フランス国 77870 ヴュレーヌ シュー ル セーヌ リュ サンテロワ 16

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 １．８８０より高い屈折率、少なくとも
    ２９のアッベ数、４．１より低い密度、良好な化学耐久
    性および結晶化しにくい傾向を示し、３８０−８００ｎ
    ｍの積分透過が１０ｍｍの厚さで７９％より高く、酸化
    物基準の重量パーセントで表して、５−８％のＳｉ
    Ｏ2 、１５−２１％のＢ2 Ｏ3 、３−１０％のＺｒ
    Ｏ2 、７−１７％のＴｉＯ2 、２０．５−２６％のＮｂ
    2 Ｏ5 、２９−４５％のＺｒＯ2 ＋ＴｉＯ2 ＋Ｎｂ2 Ｏ
    5 、１９−３２％のＬａ2 Ｏ3 、０−９％のＹ2 Ｏ3 、
    ８−１６％のＣａＯ、０−５％のＳｒＯ、０−５％のＢ
    ａＯ、０−５％のＭｇＯ、８−１６％のＣａＯ＋ＳｒＯ
    ＋ＢａＯ＋ＭｇＯ、０−５％のＺｎＯ、０−２％のＬｉ
    2 Ｏ、０−２％のＮａ2 Ｏ、０−２％のＫ2 Ｏ、および
    ０−２％のＬｉ2 Ｏ＋Ｎａ2 Ｏ＋Ｋ2 Ｏから実質的にな
    ることを特徴とするガラス。
  2. 【請求項２】 酸化物基準の重量パーセントで表して、
    ６−８％のＳｉＯ2、１７−１８％のＢ2 Ｏ3 、６−１
    ０％のＺｒＯ2 、７−１１％のＴｉＯ2 、２０．５−２
    ６％のＮｂ2 Ｏ5 、３４−４１％のＺｒＯ2 ＋ＴｉＯ2
    ＋Ｎｂ2 Ｏ5、１９−２６％のＬａ2 Ｏ3 、０−８％の
    Ｙ2 Ｏ3 、１２−１６％のＣａＯ、０−５％のＳｒＯ、
    ０−５％のＢａＯ、０−５％のＭｇＯ、１２−１６％の
    ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＭｇＯ、０−５％のＺｎＯ、
    ０−２％のＬｉ2 Ｏ、０−２％のＮａ2 Ｏ、０−２％の
    Ｋ2 Ｏ、および０−２％のＬｉ2 Ｏ＋Ｎａ2 Ｏ＋Ｋ2 Ｏ
    から実質的になることを特徴とする請求項１記載のガラ
    ス。
  3. 【請求項３】 ０．５重量％までのＡｓ2 Ｏ3 を含有す
    ることを特徴とする請求項１記載のガラス。
  4. 【請求項４】 最大１０ｐｐｍのＦｅ2 Ｏ3 を含有する
    ことを特徴とする請求項１記載のガラス。
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